Индустриальные сети OTN
Автор: Сергей Никулин, Дмитрий Елчанинов № 2 (66) от 26 марта 2009, в рубрике: IT & Связь
Современная информационная инфраструктура предприятий предполагает существование и взаимосвязь множества сетевых систем. Сети Ethernet, телефония, сети систем безопасности, видеонаблюдение, контроль доступа – все это неотъемлемые части сетевой инфраструктуры современного предприятия. Одним из оптимальных решений для построения сетевой инфраструктуры промышленного объекта является сеть OTN (Open Transport Network) – оптоволоконная Открытая Транспортная Сеть.
OTN– это сеть, в основе которой лежит новейшая технология двойного оптоволоконного кольца. Кольцо строится на основе узлов, связанных между собой оптоволоконными линиями по принципу «точка-точка». Топология сети OTN– двойное оптическое кольцо (рис. 1) с полосой пропускания до 10 Гбит.
Рис. 1. Принципиальная схема многосервисной сети на основе магистрали OTN.
Система прозрачно транспортирует без какого-либо взаимного влияния по одному оптоволоконному кабелю данные различных типов, используемые в окружающих современных средствах связи: при телефонии (цифровой и аналоговой), передаче данных (по любым стандартам), видеонаблюдении (цифровом и аналоговом), использовании протоколов Ethernet (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet):
Оборудование сети – узлы (рис. 2, рис. 3), обеспечивающие подключение к магистрали разнообразных интерфейсов. В сеть могут входить до 250 узлов. Каждый узел может монтироваться в 19″-ю стойку, имеет модульную структуру, оснащается сетевыми и интерфейсными платами, а также одним или двумя блоками питания. Сетевые карты обеспечивают доступ узлов к оптической магистрали, а интерфейсные платы отвечают за подключение к сети пользовательских интерфейсов.
Рис. 2. Узлы OTN оснащенные сетевыми и интерфейсными платами.
Рис. 3. Схема размещения плат в шасси узла.
1-Место для установки сетевых плат BORA
2-Места для установки интерфейсных плат
3-Места для установки основного и резервного блоков питания
4-Место для установки блока управления узлом
Автоматическое восстановление сети при авариях. Сетевые платы мультиплексоров способны диагностировать принимаемые сигналы от других узлов: уровень сигнала, потерю синхронизации, ошибки в структуре кадра и т.д. Таким образом, такая замкнутая сеть способна находить неисправные участки, определять возможные причины неисправностей и оповещать об этом администраторов системы. На основе диагностических данных, полученных от элементов сети в непосредственной близости от неисправного участка, узлы сети производят реконфигурацию направлений потоков данных в магистрали таким образом, что функционирование всей сети не нарушается.
Применение. Технология OTN применяется в проектах, для которых характерны требования повышенной надежности, наличие большого числа информационных сервисов и приложений, удаленные и всегда доступные коммуникации, таких как электросети, подземное и наземное метро, трубопроводы, шахты, аэропорты, тоннели, системы интеллектуальных терминалов на автострадах, порты, мосты, нефтехимические предприятия, университеты, электростанции, коммунальные и муниципальные службы.
OTN и Ethernet. Особенностью протокола Ethernet является то, что одна полоса пропускания используется всеми приложениями (рис. 4) и одно приложение может влиять на работу других. При малом количестве пользователей и передаваемой информации сеть работает надежно, но при увеличении количества пользователей и передаваемой информации может произойти уменьшение параметров надежности передачи данных. Так, при перегрузке сети может нарушиться работа критических приложений, например систем SCADA.
Рис. 4. Распределение полосы пропускания в IP-сетях
В OTN полоса пропускания между приложениями четко разделена на аппаратном уровне (рис. 5), поэтому загруженность одних сервисов не влияет на работу других.
Рис. 5. Распределение полосы пропускания в сетях OTN.
OTN предлагает самые большие возможности по построению сетей Ethernet. Интерфейсная карта ET100AE предназначена для подключения сетей Ethernet и позволяет создать полностью прозрачные распределенные сети на основе OTN, полностью совместима со стандартом IEEE 802.3. Плата оснащена пятью портами для физического подключения розеток RJ45, 4 из которых поддерживают физический интерфейс 10/100 BASE-T и один порт – 10/100/1000 BASE-T. Каждый из портов на передней панели платы или группы портов могут быть определены к различным выделенным сегментам, тогда как каждому сегменту может быть назначена определенная пропускная способность.
Рис. 6. Возможности OTN в области построения изолированных и распределенных сетей Ethernet.
Таким образом, при помощи всего одной магистрали OTN легко создать несколько распределенных раздельных (или объединенных сетей предприятия) (рис. 6), таких как технологические сети Ethernet (Process Bus, Terminal Bus), офисные локальные сети, сети доступа к Internet, выделенные сети для цифрового видеонаблюдения или IP-телефонии.
OTN и видео. OTN реализует поддержку как аналогового, так и цифрового видеонаблюдения, позволяя преобразовывать, разделять или объединять сигналы различных стандартов передачи видеоинформации. Так, например, при помощи интерфейсных плат цифровой и аналоговой передачи видео возможно объединить существующую аналого-вою систему видеонаблюдения предприятия с современной новой внедряемой цифровой системой. Аналоговые сигналы можно выводить как на аналоговые мониторы, так и в цифровом IP-видеопотоке, преобразование можно выполнять и в обратную сторону. OTN также поддерживает и так называемый «видеосвитчинг», т.е. сигналы с различных видеокамер можно объединять в группы и выводить на различные мониторы или записывать на видеосерверах (рис. 7).
Интерфейсная плата MPEG оснащается четырьмя BNC-разъемами (входами/выходами) для подключения аналоговых видеокамер или мониторов. С входов видеокамер аналоговые CVBS-видеосигналы оцифровываются и передаются по магистрали на выходы других интерфейсных видеоплат, где перекодируются обратно на аналоговый видеосигнал или цифровой IP-видеопоток. Плата поддерживает различные разрешения PAL/NTSC-видеосигнала.
Рис. 7. Возможности OTN в области создания систем видеонаблюдения.
Интерфейсная плата MVIDIP оснащается пятью совместимыми с IEEE 802.3 портами для вывода M-JPEG, MPEG-2 или MPEG-4 цифровых видеопотоков. В обычных IP-системах передача сигналов видеонаблюдения происходит в общем потоке информации. При увеличении объема передаваемой информации может произойти ухудшение качества видеокартинки (цвет, задержки, замирание, и т.д.), тогда как в OTN загруженность других сервисов, как, например, Ethernet, не влияет на передачу аналогового или цифрового видео и не ухудшает качество передаваемого изображения.
Преимущества OTN. OTN – это прежде всего индустриальная сеть, и все особенности оборудования рассчитаны на промышленные условия эксплуатации. Решения OTN рассчитаны на сроки от 10 лет, т.к. сочетают масштабируемость, гибкость и поддержку всех выпускаемых интерфейсов. Оборудование OTN разделяет сети на аппаратном уровне, поэтому недосягаемо для вирусов и хакерских атак. OTN – это целая инфраструктура, позволяющая на основе всего одной магистрали создать множество систем предприятия, таких как телефонные сети, локальные сети, сети автоматизации и системы видеонаблюдения.
Все материалы на сайте защищены законом об авторских и смежных правах.
При полном или частичном использовании материалов сайта гиперссылка на www.techsovet.ru обязательна!